阿卜杜拉国王科技大学 金属有机框架是由金属离子通过有机连接体连接而成的晶体材料
它们是容纳各种分子的理想之选，已经发现了从气体传感到分子分离再到存储的用途
信用:KAUSTAnastasia Serin KAUST的研究人员开发了一种高度多孔的金属有机框架，由设计成在特定方向锁定在一起的分子构件组装而成
金属有机框架是由金属离子通过有机连接体连接而成的晶体材料
它们的内部结构就像一个重复排列的微小相同的笼子，是容纳各种分子的理想场所
根据其孔的尺寸和结构，多孔膜从气体传感到分子分离再到储存都有潜在的用途
一类多孔材料受到称为沸石的无机多孔材料的启发
“沸石是一种特殊类型的多孔材料，有多种用途，”博士诺拉·阿尔萨登解释说
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穆罕默德·艾德乌迪实验室的学生，他领导了这项研究
“然而，根据给定的拓扑结构，微调给定沸石的孔径大小和孔隙系统的能力是极具挑战性的，”她说
然而，通过用MOF模拟沸石结构，可以通过改变金属和有机连接体来容易地调节孔结构
“我们小组引入了基于单一金属的四面体建筑单元，用于沸石样多孔结构的构建，”阿尔萨斯顿说
基于四面体的ZMOF结构的基础是一对三角形金字塔，通过单键首尾相连
考斯特的研究人员开发了一种高度多孔的金属有机框架，由分子构建模块组装而成，旨在以特定的方向锁定在一起
信用:KAUSTAnastasia Serin
围绕单键的两个三角形的自由旋转通常导致类金刚石结构的形成
然而，在多孔体化学中四面体构建单元的组装可以导致多个金刚石网络的同时形成，所有的金刚石网络都相互渗透，从而堵塞孔隙
“因此，我们开发了一个新的ZMOF组装概念，使用多核簇作为刚性、定向和锁定的建筑单元，”Eddaoudi说
研究小组没有使用简单的单金属四面体作为主要构件，而是使用了扩展的多核簇，其中原始四面体的每个边和角都被一个新的面代替——这是一个被称为倾斜的几何概念
结果，在原始结构中将两个四面体连接在一起的单键被三个键取代，将结构锁定在特定的方向
正如研究小组所计划的那样，锁定的建筑块产生了一个具有“方钠石”结构的ZMOF，而不是一个类似钻石的结构
“方钠石的拓扑结构没有相互渗透的空间，”该团队的高级研究科学家文森特·吉勒姆说
合成的超氧化物歧化酶-ZMOF孔的直径高达43埃，是ZMOF中报道的最大孔
“我们的工作证明，这些具有挑战性的结构可以通过我们新颖的设计来实现，”艾德欧迪说
“将这一战略应用于建造其他ZMOFs目前正在进行中
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